塔里木河由發源于天山的阿克蘇河、發源于喀喇昆侖山的葉爾羌河以及和田河匯流而成，流域面積19.8萬平方公里，最后流入臺特馬湖。它是中國第一大內流河，全長2179公里，僅次于前蘇聯的伏爾加河，錫爾-納倫河、阿姆-噴赤-瓦赫什河和烏拉爾河，為世界第5大內流河，中國最長的內流河。在新疆維吾爾自治區塔里木盆地北部。歷史上塔里木河河道南北擺動，遷徙無定。最後一次在1921年，主流東流入孔雀河注入羅布泊。1952年在尉犁縣附近筑壩，同孔雀河分離，河水復經鐵干里克故道流向臺特馬湖。
塔里木河（Tarim river）的水網形勢大致是在17~18世紀形成的，在1775年測制的《大清一統輿圖》上，把和田河、葉爾羌河、喀什噶爾河及阿克蘇河四河匯合處匯在今阿克蘇南的阿拉爾地區，匯合處中間為一小島，這與《河源紀略》“會處四水交貫，形若牛欄”相吻合。四水匯阿拉爾后，和田河仍有一部分水入阿合達利亞，大約在百年之前阿合達利亞河才斷流。
至清朝后期，塔里木河在上、中游仍有五條源流（除現阿克蘇河、葉爾羌河、和田河外，還有喀什噶爾河和渭干河）。后因綠洲擴大，源流引水干渠增至563條，支渠1887條，灌溉農田面積60.1萬公頃（據《新疆圖表》統計），人工渠道增多，引水量增加，使喀什噶爾河在清末、渭干河在解放初就失去和塔里木河聯系。
孔雀河在清朝直至本世紀初期，仍從鐵門堡流向阿拉干，是塔里木河下游主要補給水源。1949年以后，上游三源流灌溉面積由35.1萬公頃擴大到1995年的77.7萬公頃，為灌溉這些土地，修建大型干渠5985公里，包括支、斗、農渠總計渠系長度達到58732公里；同時還修建各種渠道建筑物84413座，年引水量達148億立方米，占三源流多年平均總徑流量的75.5%.這就使得葉爾羌河從80年代以后再無水補給塔里木河，和田河季節斷流時間更長，阿克蘇河只有在洪水期有水下泄，枯水期全部通過塔里木河攔河閘引入阿拉爾灌區。塔里木河干流枯水期全部是回歸水和農田排水，洪水期只能流到恰拉和大西海子水庫，大西海子水庫以下從80年代以后基本斷流，只遺留320公里的干河道。
